CN107033434A - 高强度抗静电管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度抗静电管材及其制备方法，该高强度抗静电管材中包括80～120重量份数的聚乙烯树脂、30～60重量份数的三元乙丙橡胶、5～10重量份数的硫化剂、10～20重量份数的抗静电玻璃纤维、0.8～1.5重量份数的稳定剂、3～8重量份数的阻燃剂、0.3～0.8重量份数抗氧剂、3～8重量份数的分散剂。本发明中硫化剂能够将三元乙丙橡胶和聚乙烯树脂交联反应，形成立体网状结构，提高管材的拉伸强度和缺口冲击强度；抗静电玻璃纤维能够使得管材在提高抗电性能的同时，提高管材的拉伸强度和缺口冲击强度，从而使得制备得到的高强度抗静电管材在具有优异的抗静电性能同时，且力学性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及电力管材领域，尤其涉及一种高强度抗静电管材及其制备方法。
背景技术
电力管是采用聚乙烯树脂进行热浸塑或环氧树脂进行内外涂覆的产品，具有优良的耐腐蚀性能。同时涂层本身还具有良好的电气绝缘性，不会产生电蚀。吸水率低，机械强度高，摩擦系数小，能够达到长期使用的目的。
为了使电力管具有优异的抗静电性能，通常需要对聚乙烯树脂进行抗静电改性，即在聚乙烯树脂中加入炭黑，超导电炭黑的添加量约为6％～10％，普通乙炔法炭黑的添加量约为15％～25％，才能达到电力管的抗静电要求。但是由于炭黑的填充量比较大，使得电力管的力学性能不满足要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高强度抗静电管材，该管材同时具备优异的抗静电性能和力学性能。
一种高强度抗静电管材，包括以下重量份数的原料：
优选地，所述硫化剂中包括四硫化二吗啉、氧化镁、对叔丁基苯酚甲醛树脂、2,4-二氯过氧化苯甲酰和碳酸钠。
优选地，所述稳定剂为丹桂酸钡、蓖麻酸钙、二月桂酸二正辛基锡或硬脂酸镁。
优选地，所述阻燃剂中包括氢氧化铝、硅酸钠、氯化镁、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚季铵盐改性蒙脱土或硫代二丙酸二月桂酯。
优选地，所述分散剂为聚乙烯蜡、聚α-甲基苯乙烯或白油。
本发明还提供了一种高强度抗静电管材的制备方法，制备得到的管材同时具备优异的抗静电性能和力学性能。
一种高强度抗静电管材的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚乙烯树脂、三元乙丙橡胶、硫化剂和分散剂加入到混合机中，在50～70℃下，混合10～20min，得到第一混合物；
b)将步骤a)得到的第一混合物中再加入抗静电玻璃纤维、稳定剂、阻燃剂、抗氧剂，在70～100℃下交联3～5h，得到第二混合物；
c)将步骤b)得到的第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在150～200℃，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
本发明提供的一种高强度抗静电管材及其制备方法，该高强度抗静电管材中包括80～120重量份数的聚乙烯树脂、30～60重量份数的三元乙丙橡胶、5～10重量份数的硫化剂、10～20重量份数的抗静电玻璃纤维、0.8～1.5重量份数的稳定剂、3～8重量份数的阻燃剂、0.3～0.8重量份数抗氧剂、3～8重量份数的分散剂。本发明中硫化剂能够将三元乙丙橡胶和聚乙烯树脂交联反应，形成立体网状结构，提高管材的拉伸强度和缺口冲击强度；抗静电玻璃纤维能够使得管材在提高抗电性能的同时，提高管材的拉伸强度和缺口冲击强度，从而使得制备得到的高强度抗静电管材在具有优异的抗静电性能同时，且力学性能优良。
本发明公开了一种高强度抗静电管材及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所述类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及引用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
具体实施方式
本发明提供的一种高强度抗静电管材，包括以下重量份数的原料：
上述技术方案中，硫化剂能够将三元乙丙橡胶和聚乙烯树脂交联反应，形成立体网状结构，提高管材的拉伸强度和缺口冲击强度；抗静电玻璃纤维能够使得管材在提高抗电性能的同时，提高管材的拉伸强度和缺口冲击强度，从而使得制备得到的高强度抗静电管材在具有优异的抗静电性能同时，且力学性能优良。
在本发明中，聚乙烯树脂的重量份数为80～120份；在本发明的实施例中，聚乙烯树脂的重量份数90～110份；在其他实施例中，聚乙烯树脂的重量份数为95～105份。
在本发明中，三元乙丙橡胶的重量份数为30～60份；在本发明的实施例中，三元乙丙橡胶的重量份数为40～50份；在其他实施例中，三元乙丙橡胶的重量份数为43～47份。
硫化剂能够将三元乙丙橡胶和聚乙烯树脂交联反应，形成立体网状结构，提高管材的拉伸强度和缺口冲击强度。在本发明中，硫化剂的重量份数5～10份；在本发明的实施例中，硫化剂的重量份数为6～9份；在其他实施例中，硫化剂的重量份数为7～8份。
在本发明的实施中，硫化剂中包括四硫化二吗啉、氧化镁、对叔丁基苯酚甲醛树脂、2,4-二氯过氧化苯甲酰和碳酸钠；在其他实施例中，四硫化二吗啉、氧化镁、对叔丁基苯酚甲醛树脂、2,4-二氯过氧化苯甲酰和碳酸钠的质量比为(1～3)：(0.5～1)：(0.8～1.5)：(0.1～0.5)：(1～2)。
抗静电玻璃纤维能够使得管材在提高抗电性能的同时，提高管材的拉伸强度和缺口冲击强度。在本发明中，抗静电玻璃纤维的重量份数为10～20份；在本发明的实施例中，抗静电玻璃纤维的重量份数为12～18份；在其他实施例中，抗静电玻璃纤维的重量份数为14～16份。
在本发明中，稳定剂为丹桂酸钡、蓖麻酸钙、二月桂酸二正辛基锡或硬脂酸镁；上述稳定剂能够增加高强度抗静电管材的化学稳定性和热稳定性。
在本发明中，稳定剂的重量份数为0.8～1.5份；在本发明的实施例中，稳定剂的重量份数为1～1.3份；在其他实施例中，稳定剂的重量份数为1.1～1.2份。
在本发明的实施例中，阻燃剂为氢氧化镁、硼酸锌、磷酸三苯酯或十溴二苯乙烷。
在本发明中，阻燃剂的重量份数为3～8份；在本发明的实施例中，阻燃剂的重量份数为4～7份；在其他实施例中，阻燃剂的重量份数为5～6份。
在本发明中，抗氧剂为受阻酚季铵盐改性蒙脱土或硫代二丙酸二月桂酯；上述抗氧剂能够高强度抗静电管材氧化老化，从而延长聚乙烯阻燃管材的使用寿命。
在本发明中，抗氧剂的重量份数为0.3～0.8份；在本发明的实施例中，抗氧剂的重量份数为0.4～0.7份；在其他实施例中，抗氧剂的重量份数为0.5～0.6份。
在本发明中，分散剂为聚乙烯蜡、聚α-甲基苯乙烯或白油；上述分散剂均能够提高各原料的均匀性。
在本发明中，分散剂的重量份数为3～8份；在本发明的实施例中，分散剂的重量份数为4～7份；在其他实施例中，分散剂的重量份数为5～6份。
本发明还提供了一种高强度抗静电管材的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚乙烯树脂、三元乙丙橡胶、硫化剂和分散剂加入到混合机中，在50～70℃下，混合10～20min，得到第一混合物；
b)将步骤a)得到的第一混合物中再加入抗静电玻璃纤维、稳定剂、阻燃剂、抗氧剂，在70～100℃下交联3～5h，得到第二混合物；
c)将步骤b)得到的第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在150～200℃，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
其中，聚乙烯树脂、三元乙丙橡胶、硫化剂、抗静电玻璃纤维、稳定剂、阻燃剂、抗氧剂、分散剂均同上所述，在此不再赘述。
上述技术方案中，制备方法简单、生产周期短，生产效率高，制备得到的高强度抗静电管材具有优异的抗静电性能和力学性能。
在本发明的实施例中，挤出成型过程中，送料段温度为120～140℃，塑化段的温度为140～160℃，均化段的温度为160～180℃，口模的温度为150～
160℃。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的高强度抗静电管材及其制备方法进行详细描述。
实施例1
将重量份数为80份的聚乙烯树脂、重量份数为43份的三元乙丙橡胶、重量份数为1.67份的四硫化二吗啉、重量份数为0.83份的氧化镁、重量份数为1.33份的对叔丁基苯酚甲醛树脂、重量份数为0.83份的2,4-二氯过氧化苯甲酰、重量份数为3.33份的碳酸钠、重量份数为7份的白油加入到混合机中，在50℃下，混合20min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为14份的抗静电玻璃纤维、重量份数为1.2份的丹桂酸钡、重量份数为4份的氢氧化镁、重量份数为0.5份的受阻酚季铵盐改性蒙脱土，在70℃下交联3h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在150℃，并将得到的粒料在送料段温度为120℃，塑化段的温度为140℃，均化段的温度为160℃，口模的温度为150℃进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
实施例2
将重量份数为90份的聚乙烯树脂、重量份数为47份的三元乙丙橡胶、重量份数为1.88份的四硫化二吗啉、重量份数为0.75份的氧化镁、重量份数为1.62份的对叔丁基苯酚甲醛树脂、重量份数为0.5份的2,4-二氯过氧化苯甲酰、重量份数为2.25份的碳酸钠、重量份数为4份的聚乙烯蜡加入到混合机中，在55℃下，混合10min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为16份的抗静电玻璃纤维、重量份数为1.5份的二月桂酸二正辛基锡、重量份数为7份的磷酸三苯酯、重量份数为0.6份的硫代二丙酸二月桂酯，在80℃下交联4.5h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在160℃，并将得到的粒料在送料段温度为125℃，塑化段的温度为145℃，均化段的温度为165℃，口模的温度为153℃进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
实施例3
将重量份数为95份的聚乙烯树脂、重量份数为30份的三元乙丙橡胶、重量份数为3份的四硫化二吗啉、重量份数为1.05份的氧化镁、重量份数为2.1份的对叔丁基苯酚甲醛树脂、重量份数为0.45份的2,4-二氯过氧化苯甲酰、重量份数为2.4份的碳酸钠、重量份数为6份的白油加入到混合机中，在60℃下，混合14min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为12份的抗静电玻璃纤维、重量份数为1.3份的硬脂酸镁、重量份数为8份的磷酸三苯酯、重量份数为0.4份的受阻酚季铵盐改性蒙脱土，在90℃下交联3.5h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在170℃，并将得到的粒料在送料段温度为130℃，塑化段的温度为150℃，均化段的温度为170℃，口模的温度为157℃进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
实施例4
将重量份数为120份的聚乙烯树脂、重量份数为40份的三元乙丙橡胶、重量份数为2.34份的四硫化二吗啉、重量份数为0.75份的氧化镁、重量份数为1.41份的对叔丁基苯酚甲醛树脂、重量份数为0.19份的2,4-二氯过氧化苯甲酰、重量份数为1.31份的碳酸钠、重量份数为5份的聚α-甲基苯乙加入到混合机中，在65℃下，混合12min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为18份的抗静电玻璃纤维、重量份数为1.1份的硬脂酸镁、重量份数为6份的硼酸锌、重量份数为0.7份的硫代二丙酸二月桂酯，在100℃下交联5h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在180℃，并将得到的粒料在送料段温度为135℃，塑化段的温度为155℃，均化段的温度为175℃，口模的温度为160℃进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
实施例5
将重量份数为110份的聚乙烯树脂、重量份数为60份的三元乙丙橡胶、重量份数为4.92份的四硫化二吗啉、重量份数为1.47份的氧化镁、重量份数为1.48份的对叔丁基苯酚甲醛树脂、重量份数为0.16份的2,4-二氯过氧化苯甲酰、重量份数为1.97份的碳酸钠、重量份数为3份的聚乙烯蜡加入到混合机中，在70℃下，混合18min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为20份的抗静电玻璃纤维、重量份数为0.8份的二月桂酸二正辛基锡、重量份数为5份的十溴二苯乙烷、重量份数为0.3份的受阻酚季铵盐改性蒙脱土，在75℃下交联3h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在190℃，并将得到的粒料在送料段温度为140℃，塑化段的温度为160℃，均化段的温度为185℃，口模的温度为155℃进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
实施例6
将重量份数为105份的聚乙烯树脂、重量份数为50份的三元乙丙橡胶、重量份数为1.75份的四硫化二吗啉、重量份数为0.97份的氧化镁、重量份数为0.97份的对叔丁基苯酚甲醛树脂、重量份数为0.34份的2,4-二氯过氧化苯甲酰、重量份数为0.97份的碳酸钠、重量份数为8份的聚α-甲基苯乙加入到混合机中，在60℃下，混合15min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为10份的抗静电玻璃纤维、重量份数为1份的蓖麻酸钙、重量份数为3份的硼酸锌、重量份数为0.8份的硫代二丙酸二月桂酯，在95℃下交联4h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在200℃，并将得到的粒料在送料段温度为125℃，塑化段的温度为150℃，均化段的温度为170℃，口模的温度为154℃进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
实施例7
将重量份数为100份的聚乙烯树脂、重量份数为45份的三元乙丙橡胶、重量份数为2.93份的四硫化二吗啉、重量份数为0.91份的氧化镁、重量份数为1.46份的对叔丁基苯酚甲醛树脂、重量份数为0.37份的2,4-二氯过氧化苯甲酰、重量份数为1.83份的碳酸钠、重量份数为5.5份的聚乙烯蜡加入到混合机中，在60℃下，混合15min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为15份的抗静电玻璃纤维、重量份数为1.15份的丹桂酸钡、重量份数为5.5份的氢氧化镁、重量份数为0.55份的受阻酚季铵盐改性蒙脱土，在85℃下交联4h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在175℃，并将得到的粒料在送料段温度为130℃，塑化段的温度为150℃，均化段的温度为170℃，口模的温度为156℃进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
对实施例1～7制得的高强度抗静电管材进行拉伸强度、断裂伸长率、耐老化保持率、电阻率、氧指数的测试，结果见表1。
表1实施例1～7制得的高强度抗静电管材的测试结果
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种高强度抗静电管材，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
2.如权利要求1所述的高强度抗静电管材，其特征在于，所述硫化剂中包括四硫化二吗啉、氧化镁、对叔丁基苯酚甲醛树脂、2,4-二氯过氧化苯甲酰和碳酸钠。
3.如权利要求1所述的高强度抗静电管材，其特征在于，所述稳定剂为丹桂酸钡、蓖麻酸钙、二月桂酸二正辛基锡或硬脂酸镁。
4.如权利要求1所述的高强度抗静电管材，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁、硼酸锌、磷酸三苯酯或十溴二苯乙烷。
5.如权利要求1所述的高强度抗静电管材，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚季铵盐改性蒙脱土或硫代二丙酸二月桂酯。
6.如权利要求1所述的高强度抗静电管材，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡、聚α-甲基苯乙烯或白油。
7.一种如权利要求1所述的高强度抗静电管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将聚乙烯树脂、三元乙丙橡胶、硫化剂和分散剂加入到混合机中，在50～70℃下，混合10～20min，得到第一混合物；
b)将步骤a)得到的第一混合物中再加入抗静电玻璃纤维、稳定剂、阻燃剂、抗氧剂，在70～100℃下交联3～5h，得到第二混合物；
c)将步骤b)得到的第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在150～200℃，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却、切割得高强度抗静电管材。
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